燃气锅炉供热系统节能运行设计与实现

李宗元 鲍丽勇

摘 要：针对燃气锅炉供热系统节能运行设计，需要相关工作人员给予更多重视。在节能设计期间，需要加强气候补偿系统设计与实现、烟气冷凝热能回收系统设计与实现、锅炉集控系统设计与实现、水力平衡系统设计与实现，并对不同的节能技术进行合理应用，促使燃气锅炉供热系统可以达到更好的节能效果。

关键词：燃气锅炉;供热系统;节能运行设计

中图分类号：TK229.8 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）10-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.10.015

随着社会经济的不断发展，我国环境污染问题逐渐加重，这对社会发展、人类发展会产生直接影响。在此背景下，国家对环境保护、污染问题处理给予了更多的重视，为推动环境、社会与人类的共同发展，提出节能减排相关政策条例与规章制度。不同产业都是我国社会发展的重点与关键，在这一过程中，产业需要将自身的带头作用发挥出来。燃气锅炉是很多产业发展中的重要组成部分，燃气锅炉使用过程中，会造成不同程度的污染问题。在此背景下，要加强燃气锅炉供热系统节能运行设计，确保燃气锅炉在应用中能够减少环境污染问题，并达到良好的节能效果。

1 燃气锅炉供热分析

从当前燃气锅炉的使用运行中不难看出，其中仍然存在很多问题，比如燃气锅炉应用的主要作用是通过燃烧方式实现能量转换，在能量转换期间进行大量热量的散发。锅炉在停止加热后，空气中存在的大量水蒸气在锅炉表面遇水凝结，从而在锅炉表面生成一层冷凝水，该冷凝水会对锅炉表面起到一定的腐蚀作用，这对燃气锅炉的使用寿命会产生很大影响。与此同时，燃气锅炉运行期间会消耗大量能量，而能量转化率相对较低，在供热期间也会出现能量消耗差异的情况，出现能量消耗过大或者能量消耗偏低的问题。造成此类问题的原因有很多，比如燃气锅炉与传统燃煤锅炉在使用技术等环节中存在很多差异，工作人员对燃气锅炉的相关操作没有熟悉掌握，从而出现操作不当的问题等。对于此类问题，需要相关工作人员给予更多重视与关注，采取有效措施更好地解决各类问题，使得燃气锅炉能够将自身价值发挥出来，实现燃气锅炉的安全稳定运行。

2 燃气锅炉供热系统现状

对于燃气锅炉供热系统现状，文章主要从以下几点进行阐述：

2.1 对燃气锅炉缺乏正确认识

实际上，燃煤锅炉在我国出现的时间相对较早，因此在全国范围内得到全面的推广与应用。但在很多情况下，无论是锅炉设计人员，还是销售人员，对于燃煤锅爐都没有正确的认识，无法正确区分燃煤锅炉与燃气锅炉。因此，在燃气锅炉安装中，工作人员都是按照燃气锅炉的方式进行安装。燃气锅炉与燃煤锅炉，无论是在炉子容量，还是在炉子额定功率上，都存在很大差异，燃气锅炉的容量要超过燃煤锅炉的容量。而且，燃气锅炉有较强的自动化特点，可以将自身温度优势发挥出来，促使工作效率得到提升。

2.2 煤气改造问题分析

燃气锅炉煤气改造是其发展的重要阶段，也是必经阶段。但是，很多设计人员并没有对节能技术进行合理的应用，使得很多燃气锅炉节能技术仍然停留在传统阶段。燃气锅炉具有较强的自动化程度，由于工作人员对燃气锅炉没有正确的认识，所以无法正确操作自动化系统，这使得很多节能技术无法实现[1]。如果此类问题没有得到更好地解决，燃气锅炉自身优势的发挥就会在不同程度上受到影响。在完成燃气锅炉安装后，技术人员并没有做好检查工作，使得燃气锅炉中存在的疏漏等问题没有被及时发现并解决，造成燃气锅炉高耗能情况出现。

3 燃气锅炉供热系统节能运行的设计与实现

3.1 气候补偿系统的设计与实现

耗热量的出现主要受到不同因素的影响，比如室外环境气温影响、太阳辐射影响、空气湿度影响等，此类因素也处于不断变化当中。为确保室内温度可以最大程度地满足用户需求，需要从供热系统供回水温度出发，并结合室外天气条件做好供回水温度调整工作，使得散热装置放热量、建筑物需热量及锅炉供热量相同，防止室内温度出现不符合体感需求的情况。室外温度变化，主要是受到需热量、能耗的影响。在运行参数设置中，要结合室外温度情况展开，这样锅炉房供热量与实际需热量之间能够保持一致，从而达到良好的节能效果。气候补偿系统的功能要包括以下几点：根据室外温度情况，做好供水温度控制与调节工作，防止室温过高的情况出现，增加能耗;要将太阳辐射热、人为活动规律优势发挥出来，采用分时段控制供暖的方式;根据室外温度情况，对运行曲线进行自动分段调整;结合锅炉房内的设备情况，对温度进行调整;锅炉运行环境要确保是高回水温度，防止冷凝水腐蚀锅炉的情况出现。

3.2 烟气冷凝热能回收系统的设计与实现

通过对不同燃料烟气成分的研究可以了解到，水蒸气容积在不同燃料中的占比存在不同，在天然气中的占比为20%，在油中的占比为12%，在煤中的占比为4%。由此可以看出，天然气烟气成分当中，水蒸气容积占据更大的比例，主要是因为天然气的重要组成部分是甲烷、氢元素，在燃烧后会与氧之间进行结合，从而形成水蒸气。由此可以看出，燃气锅炉在运行期间会出现严重的热量损失，对于此类热量要尽量实现回收，这样燃气锅炉的热效率才能得到提升，从而减少燃气损耗情况出现。在面对这一问题时，国外开始进行研究，使得排烟温度逐渐降低，最低温度为40 ℃。烟气水蒸气的露点温度通常情况下是在60 ℃左右。

热量在一般情况下会分为物理显热与汽化潜热两部分内容，物理显热通常情况下主要是指，通过降低烟气温度的方式，将温度控制在合理范围内，排烟温度能够保证在70 ℃～80 ℃[2]。在经过测试之后，烟气温度降低到20 ℃～50 ℃，使得锅炉热效率可以得到提升。而汽化潜热在降低温度中，采用的主要是水蒸气冷凝成水相变的方式，这样锅炉热效率可以提升3%～5%。通过对烟气冷凝热能回收系统的应用，不仅可以确保锅炉原有的热效率基础，而且锅炉热效率也可以得到提升。相比其他方式而言，烟气冷凝热能回收系统在应用过程中，资金投入相对较少，可以获得更好的收益。供热系统在初寒期、末寒期时，回水温度要保证在35 ℃～45 ℃，此时锅炉的热效率可以达到95%。供热系统在初寒期、末寒期时，无论是回水温度，还是锅炉负荷率都相对较低，加之这两个阶段需要经过很长一段时间，因此能够与烟气冷凝热能回收系统之间进行有机结合，达到更好的节能效果。

3.3 锅炉集控系统的设计与实现

在很多情况下，燃气锅炉运行控制过程中，工作人员会采用手动方式，并且在控制中，只能實现对一台锅炉的控制，其余设备并不经常使用。此类问题的出现，会使不经常使用的锅炉，因为锅筒内一部分属于高温水，且炉内的空气温度较低，而容易出现结露情况并腐蚀锅炉，对锅炉的使用寿命造成严重影响。在此背景下，要进行锅炉集控系统设计工作，通过对该系统的应用，能够减轻工作人员的工作量，将系统优势充分发挥出来，实现对锅炉等相关设备的集中控制。在锅炉集控系统设计期间，设计人员要对其他锅炉的设计经验进行借鉴，结合实际情况对锅炉集控系统进行完善，保证在系统应用中能够减少损耗等。

3.4 水力平衡系统的设计与实现

锅炉供热系统应用过程中，能耗的出现与热源、管网系统之间有着直接关系。在系统运行过程中，内部水力经常会出现失调情况。这一问题的出现，会对系统冷热不均匀产生影响，如果用户距离热源较近，那么温度也就较高。反之，用户距离热源较远，那么温度也相对较低。想要促使冷热均衡可以得到保障，如果仍然采取传统方式，就要对供水温度进行适当提升，并进一步增加循环水量。该种方式无法确保供暖质量，而且容易出现资源浪费问题。通过相关分析可以了解到，距离热源较近的用户，其单位流量要远远超过远距离的用户。为促使远距离用户的温度能够在16 ℃以上，近距离用户的温度往往已经超过了人体最佳温度。为防止此类情况出现，要对水力量平衡系统进行合理应用，这样可以在最大程度上保证温度均衡，从而避免能源浪费情况发生。

3.5 合理应用节能技术

在燃气锅炉供热系统节能运行设计与实现过程中，相关工作人员对于不同的节能技术要进行合理应用。

3.5.1 热管节能技术应用

热管节能技术是燃气锅炉供热系统中的一项重要技术，该项技术在应用中具备良好的传热性能。通过结构分析可以了解到，热管内部属于中空结构，可以实现热液体传输，促使热管传热得以优化，实现对热源浪费问题的有效预防与处理[3]。供热系统运行过程中，会对热量进行存储，当热量超过极限值时，系统当中的真空管能够实现对热量的吸收，从而实现快速升温。

3.5.2 冷凝节能技术应用

天然气燃烧期间会产生蒸汽，而蒸汽中包含着热源，在排放中会随着烟气流动，并被带往空气中，从而出现能源损耗问题。在此背景下，要对冷凝技术进行合理应用，这样能够实现冷凝换热。采用凝结方式，在蒸汽排到外部前，将其中所包含的能量直接传输到供热系统中，实现对能源的合理应用。

4 结语

综上所述，燃气锅炉供热系统节能设计，能够减少能量消耗等问题的发生。因此，针对该项工作要提高重视程度，合理应用不同的节能技术，为相关部门节约更多成本，避免出现浪费。

参考文献

[1] 洪玮鑫.浅析工业燃气供热锅炉热备方式[J].应用能源技术，2021（1）：35-37.

[2] 魏建华.自动化系统在燃气锅炉的供热及节能技术应用探析[J].科技经济导刊，2019，27（26）：37.

[3] 龙成毅.燃气锅炉供热系统降损及节能技术研究[J].电子测试，2017（21）：96-97.